JP4581635B2

JP4581635B2 - Optical element

Info

Publication number: JP4581635B2
Application number: JP2004326175A
Authority: JP
Inventors: 哲朗西田; 淳史佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-11-10
Also published as: JP2006140189A

Description

本発明は、光素子に関し、特に、面発光レーザと、当該面発光レーザから出射されたレーザ光の一部を検出する受光素子とを含む光素子に関する。 The present invention relates to an optical element, and more particularly to an optical element including a surface emitting laser and a light receiving element that detects a part of laser light emitted from the surface emitting laser.

面発光レーザは、環境温度等の条件によって光出力が変動するという特性を有する。このため、面発光レーザを用いた光モジュールにおいては、面発光レーザから出射されるレーザ光の一部を検出して光出力値をモニタするための光検出機能を有する受光素子が備えられている場合がある。たとえば、特開平１０−１３５５６８号公報には、面発光レーザと受光素子とが共通電極を有する３端子構造の光素子が開示されているが、この光素子は、面発光レーザへの変調信号を共通電極からは入力できないという制限があった。
特開平１０−１３５５６８号公報 The surface emitting laser has a characteristic that the light output fluctuates depending on conditions such as environmental temperature. For this reason, in an optical module using a surface emitting laser, a light receiving element having a light detecting function for detecting a part of laser light emitted from the surface emitting laser and monitoring a light output value is provided. There is a case. For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-135568 discloses a three-terminal optical element in which a surface emitting laser and a light receiving element have a common electrode. This optical element transmits a modulation signal to the surface emitting laser. There was a limitation that input was not possible from the common electrode.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-135568

本発明の目的は、上述した制限がなく、かつ、良好な高周波特性を有する光素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical element that does not have the above-described limitation and has good high-frequency characteristics.

本発明にかかる光素子は、
面発光レーザと、当該面発光レーザから出射されたレーザ光の一部を検出する受光素子と、を含む光素子であって、
前記面発光レーザは、
基板の上方に形成された第１ミラーと、
前記第１ミラーの上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第２ミラーと、を有し、
前記受光素子は、
前記第２ミラーの上方に形成された光吸収層と、
前記光吸収層に形成された第１の不純物含有層と、
前記光吸収層に形成された第２の不純物含有層と、
前記第１の不純物含有層の上方に形成された第１電極と、
前記第２の不純物含有層の上方に形成された第２電極と、を有する。 The optical element according to the present invention is
An optical element including a surface emitting laser and a light receiving element that detects a part of laser light emitted from the surface emitting laser,
The surface emitting laser is
A first mirror formed above the substrate;
An active layer formed above the first mirror;
A second mirror formed above the active layer,
The light receiving element is
A light absorption layer formed above the second mirror;
A first impurity-containing layer formed in the light absorption layer;
A second impurity-containing layer formed in the light absorption layer;
A first electrode formed above the first impurity-containing layer;
And a second electrode formed above the second impurity-containing layer.

本実施の形態にかかる光素子によれば、面発光レーザ上には、１層の半導体層からなるプレーナ構造の受光素子を形成しているため、ｐｉｎダイオードからなる受光素子を設けた光素子と比べて製造工程が容易である。 According to the optical element according to the present embodiment, the planar light-receiving element made of a single semiconductor layer is formed on the surface-emitting laser, and thus the optical element provided with the light-receiving element made of a pin diode The manufacturing process is easier than that.

本発明にかかる光素子において、
前記第２ミラーの少なくとも一部は、誘電体からなる誘電体ミラーであることができる。 In the optical element according to the present invention,
At least a part of the second mirror may be a dielectric mirror made of a dielectric.

本発明にかかる光素子において、
前記第２ミラーは、
前記活性層の上方に形成された半導体からなる半導体ミラーと、
前記半導体ミラーの上方に形成された誘電体ミラーと、を有することができる。 In the optical element according to the present invention,
The second mirror is
A semiconductor mirror made of a semiconductor formed above the active layer;
And a dielectric mirror formed above the semiconductor mirror.

本発明にかかる光素子において、
前記誘電体ミラーは、酸化シリコン層およびシリコン層からなり、
前記光吸収層は、シリコンからなることができる。 In the optical element according to the present invention,
The dielectric mirror is composed of a silicon oxide layer and a silicon layer,
The light absorption layer may be made of silicon.

本発明にかかる光素子において、
前記第１電極および前記第２電極は、櫛型形状を有し、
少なくとも前記面発光レーザからレーザ光が出射する出射面の上方において、前記第１電極と前記第２電極の間隔は、前記第１電極および前記第２電極の櫛歯の幅より大きいことができる。 In the optical element according to the present invention,
The first electrode and the second electrode have a comb shape,
At least above the emission surface from which laser light is emitted from the surface emitting laser, the distance between the first electrode and the second electrode can be larger than the width of the comb teeth of the first electrode and the second electrode.

本発明にかかる光素子において、
前記面発光レーザは、前記活性層の上方に形成された電流狭窄層をさらに有し、
少なくとも前記電流狭窄層の内側の上方において、前記第１電極および前記第２電極の間隔は、前記第１電極および前記第２電極の櫛歯の幅より大きいことができる。 In the optical element according to the present invention,
The surface emitting laser further includes a current confinement layer formed above the active layer,
At least above the inside of the current confinement layer, the distance between the first electrode and the second electrode may be larger than the width of the comb teeth of the first electrode and the second electrode.

本発明にかかる光素子において、
前記第１電極と前記第２電極の少なくとも前記出射面の上方において、前記前記第１電極と前記第２電極の面積は、前記前記第１電極と前記第２電極が形成されていない面積より小さいことができる。 In the optical element according to the present invention,
The area of the first electrode and the second electrode is smaller than the area where the first electrode and the second electrode are not formed, at least above the emission surface of the first electrode and the second electrode. be able to.

本発明にかかる光素子において、
前記第１電極および前記第２電極は、透明電極からなることができる。 In the optical element according to the present invention,
The first electrode and the second electrode may be transparent electrodes.

本発明にかかる光素子において、
前記第１電極および前記第２電極は、前記面発光レーザからレーザ光が出射する出射面の上方以外の位置に形成されることができる。 In the optical element according to the present invention,
The first electrode and the second electrode may be formed at a position other than above the emission surface from which laser light is emitted from the surface emitting laser.

本発明にかかる光素子において、
前記面発光レーザは、前記活性層の上方に形成された電流狭窄層をさらに有し、
前記第１電極および前記第２電極は、前記電流狭窄層の上方のみに形成されることができる。 In the optical element according to the present invention,
The surface emitting laser further includes a current confinement layer formed above the active layer,
The first electrode and the second electrode may be formed only above the current confinement layer.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

１．光素子の構造
図１は、本実施の形態に係る光素子１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施の形態に係る光素子１００を模式的に示す断面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を示す図である。 1. Structure of Optical Element FIG. 1 is a plan view schematically showing an optical element 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the optical element 100 according to the present embodiment. FIG. 2 is a view showing a cross section taken along line AA of FIG.

本実施の形態にかかる光素子１００は、図２に示すように、受光素子１２０と、面発光レーザ１３０とを含む。 As shown in FIG. 2, the optical element 100 according to the present embodiment includes a light receiving element 120 and a surface emitting laser 130.

以下、受光素子１２０、面発光レーザ１３０、および全体の構成について説明する。 Hereinafter, the light receiving element 120, the surface emitting laser 130, and the overall configuration will be described.

１．１．面発光レーザ
面発光レーザ１３０は、基板１０１と、第１ミラー１０２と、活性層１０３と、半導体ミラー１０４と、誘電体ミラー１０８と、電流狭窄層１０５と、第３電極１０６と、第４電極１０７とを有する。半導体ミラー１０４と、誘電体ミラー１０８とによって、第２ミラーが構成される。 1.1. Surface-emitting laser The surface-emitting laser 130 includes a substrate 101, a first mirror 102, an active layer 103, a semiconductor mirror 104, a dielectric mirror 108, a current confinement layer 105, a third electrode 106, and a fourth electrode. 107. The semiconductor mirror 104 and the dielectric mirror 108 constitute a second mirror.

第１ミラー１０２は、基板１０１上に形成されており、例えば、ｎ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布ブラッグ反射型ミラー（ＤＢＲ）からなる。 The first mirror 102 is formed on the substrate 101. For example, 40 pairs in which n-type Al _0.9 Ga _0.1 As layers and n-type Al _0.15 Ga _0.85 As layers are alternately stacked. Distributed Bragg reflection type mirror (DBR).

まず、第１ミラー１０２と、活性層１０３と、半導体ミラー１０４と、誘電体ミラー１０８から構成される垂直共振器について説明する。 First, a vertical resonator including the first mirror 102, the active layer 103, the semiconductor mirror 104, and the dielectric mirror 108 will be described.

活性層１０３は、第１ミラー１０２上に形成されており、たとえば、ＧａＡｓウエル層とＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む。 The active layer 103 is formed on the first mirror 102 and includes, for example, a quantum well structure including a GaAs well layer and an Al _0.3 Ga _0.7 As barrier layer, and the well layer is composed of three layers. .

半導体ミラー１０４は、活性層１０３上に形成されており、たとえば、ｐ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓ層とを交互に積層した１ペア以上の分布ブラッグ反射型ミラーからなる。なお、半導体ミラー１０４の最上層は、Ａｌ組成の小さい方、すなわちｐ型Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓ層となるように構成されている。第１ミラー１０２、活性層１０３、および半導体ミラー１０４を構成する各層の組成はこれに限定されるわけではない。なお、半導体ミラー１０４の最上層のＡｌ組成は、０．３未満であることが好ましい。半導体ミラー１０４の最上層のＡｌ組成を０．３未満にすることによって、半導体ミラー１０４の最上層と第４電極１０７とのオーミックコンタクトをより良好に得ることができる。 The semiconductor mirror 104 is formed on the active layer 103. For example, a pair of p-type Al _0.9 Ga _0.1 As layers and p-type Al _0.15 Ga _0.85 As layers stacked alternately. It consists of the above distributed Bragg reflection type mirror. Note that the uppermost layer of the semiconductor mirror 104 is configured to be a layer having a smaller Al composition, that is, a p-type Al _0.15 Ga _0.85 As layer. The composition of each layer constituting the first mirror 102, the active layer 103, and the semiconductor mirror 104 is not limited to this. Note that the Al composition of the uppermost layer of the semiconductor mirror 104 is preferably less than 0.3. By making the Al composition of the uppermost layer of the semiconductor mirror 104 less than 0.3, an ohmic contact between the uppermost layer of the semiconductor mirror 104 and the fourth electrode 107 can be obtained better.

半導体ミラー１０４は、たとえば炭素（Ｃ）がドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１０２は、たとえばケイ素（Ｓｉ）がドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、ｐ型の半導体ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、およびｎ型の第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成される。 The semiconductor mirror 104 is made p-type by doping carbon (C), for example, and the first mirror 102 is made n-type by doping silicon (Si), for example. Therefore, a pin diode is formed by the p-type semiconductor mirror 104, the active layer 103 not doped with impurities, and the n-type first mirror 102.

また、面発光レーザ１３０のうち、半導体ミラー１０４から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、図１に示すように平面視において矩形状にエッチングされて柱状部１３２が形成されている。なお、本実施の形態では、柱状部１３２の平面形状を矩形としたが、この形状は任意の形状をとることができる。 Further, a portion of the surface emitting laser 130 from the semiconductor mirror 104 to the middle of the first mirror 102 is etched into a rectangular shape in a plan view as shown in FIG. In the present embodiment, the planar shape of the columnar section 132 is rectangular, but this shape can be any shape.

誘電体ミラー１０８は、半導体ミラー１０４上に形成される。誘電体ミラー１０８は、たとえば、ＳｉＯ_２からなる層とＴａ_２Ｏ_５からなる層とを交互に積層した１５ペアのＤＢＲである。誘電体ミラー１０８の材質としては、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５の他、シリコン、酸化チタン等の誘電体の多層膜を用いることができる。たとえば、誘電体ミラー１０８を、酸化シリコン層およびシリコン層からなる多層膜によって形成し、光吸収層１１１を、シリコンを用いて形成することができる。こうすることにより、誘電体ミラー１０８の材料と共通の材料であるシリコンを光吸収層１１１の材料として用いることができるので、製造工程を簡略化することができる。 The dielectric mirror 108 is formed on the semiconductor mirror 104. The dielectric mirror 108 is, for example, 15 pairs of DBRs in which layers made of SiO ₂ and layers made of Ta ₂ O ₅ are alternately stacked. As a material of the dielectric mirror 108, a dielectric multilayer film such as silicon and titanium oxide can be used in addition to SiO ₂ and Ta ₂ O ₅ . For example, the dielectric mirror 108 can be formed by a multilayer film composed of a silicon oxide layer and a silicon layer, and the light absorption layer 111 can be formed using silicon. By doing so, silicon, which is a material common to the material of the dielectric mirror 108, can be used as the material of the light absorption layer 111, so that the manufacturing process can be simplified.

面発光レーザ１３０において、半導体ミラー１０４と誘電体ミラー１０８とがＤＢＲとして機能する。したがって、光素子１００は、ミラーとして半導体のみを用いる場合と比べて、半導体ミラー１０４のペア数を少なくし、全体としての膜厚を薄く形成することができる。さらに誘電体ミラーは、半導体からなるミラーと比べて反射率が高いため、ミラーとして半導体のみを用いる場合と比べて、少ないペア数でミラーを形成することができる。 In the surface emitting laser 130, the semiconductor mirror 104 and the dielectric mirror 108 function as a DBR. Therefore, in the optical element 100, the number of pairs of the semiconductor mirrors 104 can be reduced and the film thickness as a whole can be reduced compared with the case where only the semiconductor is used as the mirror. Furthermore, since the dielectric mirror has a higher reflectance than a mirror made of a semiconductor, the mirror can be formed with a smaller number of pairs than when only a semiconductor is used as the mirror.

また、光素子１００では、第１電極１１２および第２電極１１３と、第４電極１０７との距離が、誘電体ミラー１０８を有さない光素子１００と比べて大きい。よって、光素子１００は、第１電極１１２および第２電極１１３と、第４電極１０７との間に生じる寄生容量を低減することができ、面発光レーザ１３０の高周波特性を良好にすることができる。また、誘電体ミラー１０８として絶縁体を用いることによって電気的に絶縁することができ、面発光レーザ１３０の高周波特性を良好にすることができる。 In the optical element 100, the distance between the first electrode 112 and the second electrode 113 and the fourth electrode 107 is larger than that of the optical element 100 that does not have the dielectric mirror 108. Therefore, the optical element 100 can reduce the parasitic capacitance generated between the first electrode 112 and the second electrode 113 and the fourth electrode 107, and can improve the high-frequency characteristics of the surface emitting laser 130. . Further, by using an insulator as the dielectric mirror 108, it can be electrically insulated, and the high frequency characteristics of the surface emitting laser 130 can be improved.

さらに、半導体ミラー１０４を構成する層のうち活性層１０３に近い領域に、ＡｌＧａＡｓ層を側面から酸化することにより得られる電流狭窄層１０５が形成されている。この電流狭窄層１０５は、柱状部１３２の周縁に沿った矩形のリング状に形成されている。電流狭窄層１０５は、たとえば酸化アルミニウムからなることができる。 Further, a current confinement layer 105 obtained by oxidizing the AlGaAs layer from the side surface is formed in a region close to the active layer 103 among the layers constituting the semiconductor mirror 104. The current confinement layer 105 is formed in a rectangular ring shape along the periphery of the columnar portion 132. The current confinement layer 105 can be made of, for example, aluminum oxide.

次に面発光レーザ１３０を駆動するために用いられている第３電極１０６と第４電極１０７について説明する。 Next, the third electrode 106 and the fourth electrode 107 used for driving the surface emitting laser 130 will be described.

第３電極１０６は、基板１０１の裏面に形成されている。第３電極１０６は、たとえば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と、金（Ａｕ）との積層膜からなる。 The third electrode 106 is formed on the back surface of the substrate 101. The third electrode 106 is made of, for example, a laminated film of an alloy of gold (Au) and germanium (Ge) and gold (Au).

第４電極１０７は、半導体ミラー１０４上に形成されている。第４電極１０７は、図１に示すように、平面視において矩形のリング形状を有し、柱状部１３２を取り囲むようにして形成されている。第４電極１０７は、たとえば白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）および金（Ａｕ）の積層膜からなる。第３電極１０６と第４電極１０７とによって活性層１０３に電流が注入される。なお、第３電極１０６および第４電極１０７を形成するための材料は、前述したものに限定されるわけではなく、例えば金（Ａｕ）と亜鉛（Ｚｎ）との合金などが利用可能である。 The fourth electrode 107 is formed on the semiconductor mirror 104. As shown in FIG. 1, the fourth electrode 107 has a rectangular ring shape in plan view, and is formed so as to surround the columnar portion 132. The fourth electrode 107 is made of, for example, a laminated film of platinum (Pt), titanium (Ti), and gold (Au). A current is injected into the active layer 103 by the third electrode 106 and the fourth electrode 107. Note that the materials for forming the third electrode 106 and the fourth electrode 107 are not limited to those described above, and for example, an alloy of gold (Au) and zinc (Zn) can be used.

１．２．受光素子
受光素子１２０は、通常のＣＭＯＳプロセスを用いて形成される。受光素子１２０は、面発光レーザ１３０上に形成されている。受光素子１２０は、光吸収層１１１と、第１電極１１２と、第２電極１１３とを有する。光吸収層１１１には、第１の不純物含有層１１４および第２の不純物含有層１１５が形成されている。 1.2. Light Receiving Element The light receiving element 120 is formed using a normal CMOS process. The light receiving element 120 is formed on the surface emitting laser 130. The light receiving element 120 includes a light absorption layer 111, a first electrode 112, and a second electrode 113. In the light absorption layer 111, a first impurity-containing layer 114 and a second impurity-containing layer 115 are formed.

光吸収層１１１は、半導体ミラー１０４上に形成されている。光吸収層１１１は、図１に示すように矩形の平面形状を有し、不純物がドーピングされていないシリコン層からなる。 The light absorption layer 111 is formed on the semiconductor mirror 104. As shown in FIG. 1, the light absorption layer 111 has a rectangular planar shape and is made of a silicon layer not doped with impurities.

第１の不純物含有層１１４は、光吸収層１１１における第１電極１１２の形成領域に、ｎ型の不純物がドーピングされることにより形成される。第２の不純物含有層１１５は、光吸収層１１１における第２電極１１３の形成領域に、ｐ型の不純物がドーピングされることにより形成される。ｎ型の不純物としては、たとえばＡｓまたはＰを用いる。ｐ型の不純物としては、たとえばＢを用いる。 The first impurity-containing layer 114 is formed by doping an n-type impurity in the formation region of the first electrode 112 in the light absorption layer 111. The second impurity-containing layer 115 is formed by doping a formation region of the second electrode 113 in the light absorption layer 111 with a p-type impurity. As the n-type impurity, for example, As or P is used. For example, B is used as the p-type impurity.

第１電極１１２および第２電極１１３は、受光素子１２０に電圧を印加して、受光素子１２０を駆動させるために使用される。第１電極１１２および第２電極１１３は、図１に示すように、平面視において、それぞれ櫛型形状を有し、互いに所定の間隔をあけて櫛歯が噛み合わさるようにして設けられている。 The first electrode 112 and the second electrode 113 are used to drive the light receiving element 120 by applying a voltage to the light receiving element 120. As shown in FIG. 1, each of the first electrode 112 and the second electrode 113 has a comb shape in plan view, and is provided so that the comb teeth mesh with each other at a predetermined interval.

具体的には、第１電極１１２は、第１の方向（図１の例ではＸ方向）に延在する主軸部１１２ａと、第１の方向に直交する第２の方向（図１の例ではＹ方向）に延在する櫛歯部１１２ｂと、を有する。第２電極１１３は、第１の方向に延在する主軸部１１３ａと、第１の方向に直交する第２の方向に延在する櫛歯部１１３ｂと、を有する。 Specifically, the first electrode 112 includes a main shaft portion 112a extending in a first direction (X direction in the example of FIG. 1) and a second direction (in the example of FIG. 1) orthogonal to the first direction. And a comb tooth portion 112b extending in the (Y direction). The second electrode 113 includes a main shaft portion 113a extending in the first direction and a comb tooth portion 113b extending in a second direction orthogonal to the first direction.

第１電極１１２における櫛歯部１１２ｂと第２電極１１３における櫛歯部１１３ｂとは、それぞれが交互に、間隔ｂをあけて配置されている。第１電極１１２における主軸部１１２ａは、第２電極１１３における櫛歯部１１３ｂと、間隔ａ１をあけて配置されている。第２電極１１３における主軸部１１３ａは、第１電極１１２における櫛歯部１１２ｂと、間隔ａ２をあけて配置されている。第１電極１１２の櫛歯部１１２ｂおよび第２電極１１３の櫛歯部１１３ｂは、図１の例ではそれぞれ４本であるが、それぞれ２本以上ならば所望の櫛型形状を有する電極を構成することができる。なお、第１電極１１２および第２電極１１３は、櫛型形状を有する場合に限定されず、螺旋状などの形状を有していてもよい。 The comb teeth 112b in the first electrode 112 and the comb teeth 113b in the second electrode 113 are alternately arranged with an interval b. The main shaft portion 112a of the first electrode 112 is disposed with a distance a1 from the comb tooth portion 113b of the second electrode 113. The main shaft portion 113a in the second electrode 113 is disposed at a distance a2 from the comb tooth portion 112b in the first electrode 112. The number of comb teeth 112b of the first electrode 112 and the number of comb teeth 113b of the second electrode 113 are four in the example of FIG. 1, but if there are two or more each, an electrode having a desired comb shape is formed. be able to. The first electrode 112 and the second electrode 113 are not limited to having a comb shape, and may have a spiral shape or the like.

上述した間隔ｂ、間隔ａ１、および間隔ａ２の各々は、受光素子１２０の第１電極１１２の櫛歯部１１２ｂおよび第２電極１１３の櫛歯部１１３ｂの幅ｃ、ならびに第１電極１１２の主軸部１１２ａおよび第２電極１１３の主軸部１１３ａの幅ｄよりも大きい。間隔ｂ、間隔ａ１、および間隔ａ２は、少なくとも面発光レーザ１３０からレーザ光が出射する出射面の上方において、上述した幅ｃおよび幅ｄよりも大きければよい。即ち、本実施の形態では、面発光レーザ１３０における電流狭窄層１０５の内側の面からレーザ光が出射するため、少なくとも電流狭窄層１０５の内側の面の上方において、間隔ｂ、間隔ａ１、および間隔ａ２は、幅ｃおよび幅ｄよりも大きければよい。 The interval b, the interval a1, and the interval a2 described above are the width c of the comb tooth portion 112b of the first electrode 112 and the comb tooth portion 113b of the second electrode 113 of the light receiving element 120, and the main shaft portion of the first electrode 112, respectively. 112a and the width d of the main shaft portion 113a of the second electrode 113 are larger. The interval b, the interval a1, and the interval a2 need only be larger than the width c and the width d described above at least above the emission surface from which the laser light is emitted from the surface emitting laser 130. That is, in this embodiment, since the laser light is emitted from the inner surface of the current confinement layer 105 in the surface emitting laser 130, at least above the inner surface of the current confinement layer 105, the interval b, the interval a1, and the interval a2 may be larger than the width c and the width d.

受光素子１２０の第１電極１１２および第２電極１１３は、面発光レーザ１３０の上方に形成されているため、面発光レーザ１３０から出射するレーザ光を遮断してしまう。よって、本実施の形態にかかる受光素子１２０のように、間隔ｂ、間隔ａ１、および間隔ａ２を、幅ｃおよび幅ｄよりも大きくすることによって、第１電極１１２および第２電極１１３によって遮断されるレーザ光の量を減少させることができる。 Since the first electrode 112 and the second electrode 113 of the light receiving element 120 are formed above the surface emitting laser 130, the laser light emitted from the surface emitting laser 130 is blocked. Therefore, like the light receiving element 120 according to the present embodiment, the interval b, the interval a1, and the interval a2 are made larger than the width c and the width d, thereby being blocked by the first electrode 112 and the second electrode 113. The amount of laser light to be reduced can be reduced.

第１電極１１２は、ｎ型用の電極材料として、たとえば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と、金との積層膜、ゲルマニウムと金との積層膜を用いて形成することができる。第２電極１１３は、ｐ型用の電極材料として、たとえば白金（Ｐｔ）と、金（Ａｕ）との積層膜、金と亜鉛（Ｚｎ）の合金と金との積層膜を用いて形成することができる。 The first electrode 112 can be formed using, for example, an alloy of gold (Au) and germanium (Ge) and a laminated film of gold or a laminated film of germanium and gold as an n-type electrode material. The second electrode 113 is formed by using, for example, a laminated film of platinum (Pt) and gold (Au) or a laminated film of an alloy of gold and zinc (Zn) and gold as a p-type electrode material. Can do.

第１電極１１２および第２電極１１３とによって光吸収層１１１に電圧が印加される。なお、第１電極１１２および第２電極１１３を形成するための材料は、前述したものに限定されるわけではない。 A voltage is applied to the light absorption layer 111 by the first electrode 112 and the second electrode 113. Note that the materials for forming the first electrode 112 and the second electrode 113 are not limited to those described above.

１．３．全体の構成
受光素子１２０は、面発光レーザ１３０で生じた光の出力をモニタする機能を有する。具体的には、受光素子１２０は、面発光レーザ１３０で生じた光を電流に変換する。この電流の値によって、面発光レーザ１３０で生じた光の出力が検知される。 1.3. Overall Configuration The light receiving element 120 has a function of monitoring the output of light generated by the surface emitting laser 130. Specifically, the light receiving element 120 converts light generated by the surface emitting laser 130 into current. The output of light generated by the surface emitting laser 130 is detected by the value of this current.

より具体的には、受光素子１２０において、面発光レーザ１３０により生じた光の一部が光吸収層１１１にて吸収され、この吸収された光によって、光吸収層１１１において光励起が生じ、電子および正孔が生じる。そして、素子外部から印加された電界により、電子および正孔は、第１電極１１２または第２電極１１３にそれぞれ移動する。 More specifically, in the light receiving element 120, part of the light generated by the surface emitting laser 130 is absorbed by the light absorption layer 111, and this absorbed light causes photoexcitation in the light absorption layer 111, and electrons and Holes are generated. Electrons and holes move to the first electrode 112 or the second electrode 113 by an electric field applied from the outside of the element.

また、面発光レーザ１３０の光出力は、主として面発光レーザ１３０に印加するバイアス電圧によって決定される。特に、面発光レーザ１３０の光出力は、面発光レーザ１３０の周囲温度や面発光レーザ１３０の寿命によって大きく変化する。このため、面発光レーザ１３０において所定の光出力を維持することが必要である。 The light output of the surface emitting laser 130 is determined mainly by the bias voltage applied to the surface emitting laser 130. In particular, the optical output of the surface emitting laser 130 varies greatly depending on the ambient temperature of the surface emitting laser 130 and the lifetime of the surface emitting laser 130. For this reason, it is necessary to maintain a predetermined light output in the surface emitting laser 130.

本実施の形態にかかる光素子１００では、面発光レーザ１３０の光出力をモニタし、受光素子１２０にて発生した電流の値に基づいて面発光レーザ１３０に印加する電圧値を調整する。これにより、面発光レーザ１３０内を流れる電流の値を調整することができ、面発光レーザ１３０は所定の光出力を維持することができる。面発光レーザ１３０の光出力を面発光レーザ１３０に印加する電圧値にフィードバックする制御は、外部電子回路（駆動回路；図示せず）を用いて実施することができる。 In the optical element 100 according to the present embodiment, the light output of the surface emitting laser 130 is monitored, and the voltage value applied to the surface emitting laser 130 is adjusted based on the value of the current generated in the light receiving element 120. As a result, the value of the current flowing in the surface emitting laser 130 can be adjusted, and the surface emitting laser 130 can maintain a predetermined light output. Control for feeding back the optical output of the surface emitting laser 130 to the voltage value applied to the surface emitting laser 130 can be performed using an external electronic circuit (drive circuit; not shown).

２．光素子の動作
本実施の形態の光素子１００の一般的な動作を以下に示す。なお、下記の光素子１００の駆動方法は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。 2. Operation of Optical Device A general operation of the optical device 100 of the present embodiment is described below. The following driving method of the optical element 100 is an example, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

まず、第３電極１０６と第４電極１０７とで、ｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、面発光レーザ１３０の活性層１０３において、電子と正孔との再結合が起こり、前記再結合による発光が生じる。そこで生じた光が半導体ミラー１０４と第１ミラー１０２との間を往復する際に誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が光損失を上まわると、レーザ発振が起こり、半導体ミラー１０４の上面からレーザ光が出射する。次いで、前記レーザ光は、受光素子１２０の光吸収層１１１へと入射する。 First, when a forward voltage is applied to the pin diode between the third electrode 106 and the fourth electrode 107, recombination of electrons and holes occurs in the active layer 103 of the surface-emitting laser 130, which is caused by the recombination. Luminescence occurs. Stimulated emission occurs when the generated light reciprocates between the semiconductor mirror 104 and the first mirror 102, and the light intensity is amplified. When the optical gain exceeds the optical loss, laser oscillation occurs, and laser light is emitted from the upper surface of the semiconductor mirror 104. Next, the laser light is incident on the light absorption layer 111 of the light receiving element 120.

受光素子１２０において、光吸収層１１１に入射した光は、その一部が光吸収層１１１に吸収される。その結果、光吸収層１１１において光励起が生じ、電子および正孔が生じる。そして、素子外部から印加された電界により、電子および正孔は、第１電極１１２または第２電極１１３に移動する。その結果、受光素子１２０において、第１電極１１２と第２電極１１３との間に電流（光電流）が生じる。この電流の値を測定することにより、面発光レーザ１３０の光出力を検知することができる。 In the light receiving element 120, part of the light incident on the light absorption layer 111 is absorbed by the light absorption layer 111. As a result, photoexcitation occurs in the light absorption layer 111, and electrons and holes are generated. Electrons and holes move to the first electrode 112 or the second electrode 113 by an electric field applied from the outside of the element. As a result, a current (photocurrent) is generated between the first electrode 112 and the second electrode 113 in the light receiving element 120. By measuring the value of this current, the light output of the surface emitting laser 130 can be detected.

３．光素子の製造方法
次に、本発明を適用した実施の形態の光素子１００の製造方法の一例について、図３〜図８を用いて説明する。図３〜図９は、図１および図２に示す光素子１００の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２に示す断面図に対応している。 3. Next, an example of a method for manufacturing the optical element 100 according to the embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 3 to 9 are cross-sectional views schematically showing one manufacturing process of the optical element 100 shown in FIGS. 1 and 2, and each correspond to the cross-sectional view shown in FIG.

（１）まず、ｎ型ＧａＡｓ層からなる基板１０１の上面に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、第１ミラー１０２、活性層１０３、および半導体ミラー１０４が形成される。 (1) First, the first mirror 102, the active layer 103, and the semiconductor mirror 104 are formed on the upper surface of the substrate 101 made of an n-type GaAs layer by epitaxial growth while modulating the composition.

なお、活性層１０３近傍の少なくとも１層は、後に酸化され、電流狭窄層１０５となる層に形成される（図８参照）。 Note that at least one layer in the vicinity of the active layer 103 is oxidized later and formed into a layer that becomes the current confinement layer 105 (see FIG. 8).

また、光吸収層１１１の光学的膜厚は、面発光レーザ１３０の設定波長がλの場合、λ／４の奇数倍とすることができる。その結果、面発光レーザ１３０は、ミラーとして機能することができる。したがって、面発光レーザ１３０の特性に悪影響を及ぼすことなく、受光素子１２０は分布ブラッグ反射型ミラーの一部として機能することができる。 The optical film thickness of the light absorption layer 111 can be an odd multiple of λ / 4 when the set wavelength of the surface emitting laser 130 is λ. As a result, the surface emitting laser 130 can function as a mirror. Therefore, the light receiving element 120 can function as a part of the distributed Bragg reflection type mirror without adversely affecting the characteristics of the surface emitting laser 130.

また、後の工程において第４電極１０７が形成される際に、半導体ミラー１０４のうち少なくとも第４電極１０７と接する部分の近傍は、キャリア密度を高くすることにより、第４電極１０７とのオーム性接触をとりやすくしておくのが望ましい。 In addition, when the fourth electrode 107 is formed in a later process, at least the vicinity of the portion in contact with the fourth electrode 107 in the semiconductor mirror 104 is increased in ohmic property with the fourth electrode 107 by increasing the carrier density. It is desirable to make contact easy.

エピタキシャル成長を行う際の温度は、成長方法や原料、基板１０１の種類、あるいは形成する半導体多層膜の種類、厚さ、およびキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−ＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）法や、ＭＢＥ法（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ法（ＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）を用いることができる。 The temperature at which the epitaxial growth is performed is appropriately determined depending on the growth method, the raw material, the type of the substrate 101, or the type, thickness, and carrier density of the semiconductor multilayer film to be formed, but is generally 450 ° C. to 800 ° C. Is preferred. Further, the time required for performing the epitaxial growth is also appropriately determined in the same manner as the temperature. As a method for epitaxial growth, a metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method, an MBE method (Molecular Beam Epitaxy) method, or an LPE method (Liquid Phase Epitaxy) can be used.

ついで、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法等により、誘電体ミラー１０８および光吸収層１１１が形成される。 Next, the dielectric mirror 108 and the light absorption layer 111 are formed by electron beam vapor deposition, CVD, sputtering, or the like.

（２）次に、光吸収層１１１を所定の形状にパターニングする（図５参照）。 (2) Next, the light absorption layer 111 is patterned into a predetermined shape (see FIG. 5).

まず、光吸収層１１１上にレジスト（図示せず）を塗布した後、リソグラフィ法により該レジストをパターニングすることにより、図４に示すように、所定のパターンのレジスト層Ｒ１が形成される。 First, after applying a resist (not shown) on the light absorption layer 111, the resist is patterned by a lithography method, whereby a resist layer R1 having a predetermined pattern is formed as shown in FIG.

ついで、レジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばドライエッチング法により、光吸収層１１１をエッチングする。その後、レジスト層Ｒ１が除去される。 Next, the light absorption layer 111 is etched by, for example, dry etching using the resist layer R1 as a mask. Thereafter, the resist layer R1 is removed.

（３）次に、パターニングにより、柱状部１３２を含む面発光レーザ１３０が形成される（図７参照）。具体的には、まず、半導体ミラー１０４および光吸収層１１１上にレジスト（図示せず）を塗布した後、リソグラフィ法により該レジストをパターニングすることにより、所定のパターンのレジスト層Ｒ２が形成される（図６参照）。次いで、レジスト層Ｒ２をマスクとして、例えばドライエッチング法により、半導体ミラー１０４、活性層１０３、および第１ミラー１０２の一部をエッチングする。これにより、図７に示すように、柱状部１３２が形成される。 (3) Next, the surface emitting laser 130 including the columnar portion 132 is formed by patterning (see FIG. 7). Specifically, first, a resist (not shown) is applied on the semiconductor mirror 104 and the light absorption layer 111, and then the resist is patterned by a lithography method to form a resist layer R2 having a predetermined pattern. (See FIG. 6). Next, using the resist layer R2 as a mask, the semiconductor mirror 104, the active layer 103, and a part of the first mirror 102 are etched by, eg, dry etching. Thereby, as shown in FIG. 7, the columnar part 132 is formed.

以上の工程により、基板１０１上に、柱状部１３２を含む垂直共振器（面発光レーザ１３０）が形成される。その後、レジスト層Ｒ２が除去される。 Through the above steps, the vertical resonator (surface emitting laser 130) including the columnar portion 132 is formed on the substrate 101. Thereafter, the resist layer R2 is removed.

（４）次に、第１の不純物含有層１１４および第２の不純物含有層１１５を形成する。 (4) Next, the first impurity-containing layer 114 and the second impurity-containing layer 115 are formed.

まず、光吸収層１１１上の全面にレジストを塗布する。次にリソグラフィー法により該レジストを、パターニングすることにより、所定の領域にレジスト層が形成される（図示せず）。ここで所定の領域とは、第１電極１１２および第２電極１１３の形成領域以外の領域である。ついで、レジスト層をマスクとして、光吸収層１１１にイオン注入することにより第１の不純物含有層１１４および第２の不純物含有層１１５が形成される。ついでアニール処理を行う。 First, a resist is applied on the entire surface of the light absorption layer 111. Next, the resist is patterned by lithography to form a resist layer in a predetermined region (not shown). Here, the predetermined region is a region other than the region where the first electrode 112 and the second electrode 113 are formed. Next, the first impurity-containing layer 114 and the second impurity-containing layer 115 are formed by ion implantation into the light absorption layer 111 using the resist layer as a mask. Next, annealing is performed.

（５）次に、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって柱状部１３２が形成された基板１０１を投入することにより、前述の半導体ミラー１０４中のＡｌ組成が高い層を側面から酸化して、電流狭窄層１０５が形成される（図８参照）。 (5) Next, the substrate 101 in which the columnar portion 132 is formed by the above process is put into a water vapor atmosphere at about 400 ° C., for example, thereby oxidizing the layer having a high Al composition in the semiconductor mirror 104 from the side surface. Thus, the current confinement layer 105 is formed (see FIG. 8).

酸化レートは、炉の温度、水蒸気の供給量、酸化すべき層のＡｌ組成および膜厚に依存する。酸化により形成される電流狭窄層を備えた面発光レーザでは、駆動する際に、電流狭窄層が形成されていない部分（酸化されていない部分）のみに電流が流れる。したがって、酸化によって電流狭窄層を形成する工程において、形成する電流狭窄層１０５の範囲を制御することにより、電流密度の制御が可能となる。 The oxidation rate depends on the furnace temperature, the amount of steam supplied, the Al composition of the layer to be oxidized and the film thickness. In a surface emitting laser having a current confinement layer formed by oxidation, current flows only in a portion where the current confinement layer is not formed (a portion not oxidized) during driving. Therefore, in the step of forming the current confinement layer by oxidation, the current density can be controlled by controlling the range of the current confinement layer 105 to be formed.

（６）次に、半導体ミラー１０４の上面に第４電極１０７が形成され、基板１０１の下面に第３電極１０６が形成され、受光素子１２０の上面に第１電極１１２および第２電極１１３が形成される（図１および図２参照）。 (6) Next, the fourth electrode 107 is formed on the upper surface of the semiconductor mirror 104, the third electrode 106 is formed on the lower surface of the substrate 101, and the first electrode 112 and the second electrode 113 are formed on the upper surface of the light receiving element 120. (See FIGS. 1 and 2).

まず、必要に応じて、プラズマ処理法等を用いて、半導体ミラー１０４の上面、光吸収層１１１の上面、および基板１０１の下面を洗浄する。これにより、より安定した特性の素子を形成することができる。 First, as necessary, the upper surface of the semiconductor mirror 104, the upper surface of the light absorption layer 111, and the lower surface of the substrate 101 are cleaned using a plasma processing method or the like. Thereby, an element having more stable characteristics can be formed.

次いで、第１電極１１２および第２電極１１３を形成する。第１電極１１２と第２電極１１３は、同一の材料で形成することができ、例えば真空蒸着法により、光吸収層１１１上に、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）および金（Ａｕ）の積層膜（図示せず）を形成する。次いで、リフトオフ法により、所定の位置以外の積層膜を除去することにより、第１電極１１２および第２電極１１３が形成される。 Next, the first electrode 112 and the second electrode 113 are formed. The first electrode 112 and the second electrode 113 can be formed of the same material. For example, a stack of platinum (Pt), titanium (Ti), and gold (Au) is formed on the light absorption layer 111 by a vacuum deposition method. A film (not shown) is formed. Next, the first electrode 112 and the second electrode 113 are formed by removing the laminated film other than the predetermined position by a lift-off method.

また、たとえば真空蒸着法により、柱状部１３２の上面に、たとえば金（Ａｕ）と亜鉛（Ｚｎ）の合金と金（Ａｕ）との積層膜を形成した後、リフトオフ法により第４電極１０７を形成する。 Further, for example, a stacked film of, for example, an alloy of gold (Au) and zinc (Zn) and gold (Au) is formed on the upper surface of the columnar portion 132 by a vacuum deposition method, and then the fourth electrode 107 is formed by a lift-off method. To do.

また、基板１０１の露出している面に、たとえば真空蒸着法により、たとえば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金と金（Ａｕ）との積層膜を形成し、第３電極１０６を形成する。 Further, a laminated film of, for example, an alloy of gold (Au) and germanium (Ge) and gold (Au) is formed on the exposed surface of the substrate 101 by, for example, a vacuum deposition method, and the third electrode 106 is formed. .

なお、上記工程において、リフトオフ法のかわりにドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いることもできる。また、上記工程において、真空蒸着法のかわりにスパッタ法を用いることもできる。 Note that in the above process, a dry etching method or a wet etching method can be used instead of the lift-off method. In the above process, a sputtering method can be used instead of the vacuum evaporation method.

（７）次いで、アニール処理を行う。アニール処理の温度は電極材料に依存する。本実施形態で用いる電極材料の場合は、通常４００℃前後で行う。以上の工程により、第１電極１１２、第２電極１１３、第３電極１０６、および第４電極１０７が形成される。 (7) Next, annealing is performed. The annealing temperature depends on the electrode material. In the case of the electrode material used in this embodiment, it is normally performed at around 400 ° C. Through the above steps, the first electrode 112, the second electrode 113, the third electrode 106, and the fourth electrode 107 are formed.

以上の工程により、図１および図２に示すように、本実施の形態の光素子１００が得られる。 Through the above steps, as shown in FIGS. 1 and 2, the optical element 100 of the present embodiment is obtained.

本実施の形態にかかる光素子１００によれば、受光素子１２０において、第１電極１１２と第２電極１１３との間隔を、第１電極１１２および第２電極１１３の櫛歯の幅より大きく形成することができる。従来の受光素子は、高速応答性を良好に維持するために、電極間隔を電極幅より狭めることはできなかった。本実施の形態にかかる光素子１００において受光素子１２０の役割は、面発光レーザ１３０で生じた光の出力をモニタすることであるため、高速応答性を維持する必要がない。そこで、本実施の形態にかかる光素子１００によれば、第１電極１１２と第２電極１１３との間隔は、第１電極１１２および第２電極１１３の櫛歯の幅より大きく形成することができる。これにより、受光素子１２０の電極により遮られるレーザ光の量を低減することができ、面発光レーザ１３０の発光効率を向上させることができる。 According to the optical element 100 according to the present embodiment, in the light receiving element 120, the distance between the first electrode 112 and the second electrode 113 is formed larger than the width of the comb teeth of the first electrode 112 and the second electrode 113. be able to. In the conventional light receiving element, the electrode interval cannot be made narrower than the electrode width in order to maintain high speed response. In the optical element 100 according to the present embodiment, the role of the light receiving element 120 is to monitor the output of light generated by the surface emitting laser 130, and thus it is not necessary to maintain high-speed response. Therefore, according to the optical element 100 according to the present embodiment, the distance between the first electrode 112 and the second electrode 113 can be formed larger than the width of the comb teeth of the first electrode 112 and the second electrode 113. . Thereby, the amount of laser light blocked by the electrodes of the light receiving element 120 can be reduced, and the light emission efficiency of the surface emitting laser 130 can be improved.

ここで、光吸収層１１１上において、第１電極１１２および第２電極１１３が形成されれている領域の面積は、第１電極１１２および第２電極１１３が形成されていない領域の面積より明らかに小さい。これにより、受光素子１２０の電極により遮られるレーザ光の量を低減することができ、面発光レーザ１３０の発光効率を向上させることができる。 Here, the area of the region where the first electrode 112 and the second electrode 113 are formed on the light absorption layer 111 is more clearly than the area of the region where the first electrode 112 and the second electrode 113 are not formed. small. Thereby, the amount of laser light blocked by the electrodes of the light receiving element 120 can be reduced, and the light emission efficiency of the surface emitting laser 130 can be improved.

また、受光素子１２０を駆動するための電極である第１電極１１２および第２電極１１３の双方を光吸収層上に形成するため、たとえば一方の電極のみを光吸収層上に形成するｐｉｎ型の受光素子を形成した光素子に比べて、面発光レーザ１３０を駆動するための電極である第４電極１０７との距離を十分にとることができる。よって、第１電極１１２および第２電極１１３と第４電極１０７との間に生じる寄生容量を低減し、面発光レーザ１３０の高周波特性を良好にすることができる。 Further, in order to form both the first electrode 112 and the second electrode 113 which are electrodes for driving the light receiving element 120 on the light absorption layer, for example, only one electrode is formed on the light absorption layer. Compared with the optical element in which the light receiving element is formed, a sufficient distance from the fourth electrode 107 which is an electrode for driving the surface emitting laser 130 can be secured. Therefore, the parasitic capacitance generated between the first electrode 112 and the second electrode 113 and the fourth electrode 107 can be reduced, and the high frequency characteristics of the surface emitting laser 130 can be improved.

４．変形例
４．１．第１の変形例
次に第１の変形例にかかる光素子２００について説明する。図１０は、光素子２００を模式的に示す平面図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ線における断面を示す図である。光素子２００は、第１電極２１２および第２電極２１３が、面発光レーザ１３０のレーザ光の出射面以外の領域に形成されている点で、図１および図２に示す光素子１００と異なる。 4). Modified example 4.1. First Modification Next, an optical element 200 according to a first modification will be described. FIG. 10 is a plan view schematically showing the optical element 200. FIG. 11 is a view showing a cross section taken along line BB in FIG. The optical element 200 is different from the optical element 100 shown in FIGS. 1 and 2 in that the first electrode 212 and the second electrode 213 are formed in a region other than the laser light emission surface of the surface emitting laser 130.

具体的には、図１および図２に示す光素子１００において、第１電極１１２および第２電極１１３は、面発光レーザ１３０のレーザ光の出射面上にも形成されていた。光素子２００では、図１０および図１１に示すように、第１電極２１２および第２電極２１３は、矩形の平面形状を有し、かつ光吸収層１１１の端部であって、電流狭窄層１０５の上方のみに形成されている。これにより面発光レーザ１３０から出射するレーザ光を遮ることなく、受光素子１２０を形成することができる。 Specifically, in the optical element 100 shown in FIGS. 1 and 2, the first electrode 112 and the second electrode 113 are also formed on the laser light emission surface of the surface emitting laser 130. In the optical element 200, as shown in FIGS. 10 and 11, the first electrode 212 and the second electrode 213 have a rectangular planar shape and are end portions of the light absorption layer 111, and the current confinement layer 105. Is formed only above. Thereby, the light receiving element 120 can be formed without blocking the laser light emitted from the surface emitting laser 130.

なお、第１の変形例にかかる光素子２００のその他の構成については、上述した光素子１００と同様であるので、説明を省略する。 In addition, since the other structure of the optical element 200 concerning a 1st modification is the same as that of the optical element 100 mentioned above, description is abbreviate | omitted.

４．２．第２の変形例
次に第２の変形例について説明する。第２の変形例にかかる光素子の第１電極１１２および第２電極１１３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、酸化錫（ＳｎＯ_２)、酸化亜鉛（ＺｎＯ)などの透明電極からなる点で、図１および図２に示す光素子１００と異なる。 4.2. Second Modified Example Next, a second modified example will be described. The first electrode 112 and the second electrode 113 of the optical element according to the second modification are made of transparent electrodes such as ITO (Indium Tin Oxide), tin oxide (SnO ₂ ), and zinc oxide (ZnO). 1 and the optical element 100 shown in FIG.

通常、受光素子を面発光レーザ上に形成すると、受光素子が面発光レーザが出射するレーザ光を遮ることにより面発光レーザの性能を低減させてしまうことがあった。そこで、第２の変形例にかかる光素子のように第１電極１１２および第２電極１１３として透明電極を用いることにより、当該レーザ光を遮ることがない。よって光素子１００は、透明電極からなる第１電極１１２および第２電極１１３を有することにより、面発光レーザ１３０の性能を低減することなく、受光素子１２０を面発光レーザ１３０上に形成することができる。 Usually, when the light receiving element is formed on the surface emitting laser, the light receiving element may reduce the performance of the surface emitting laser by blocking the laser light emitted from the surface emitting laser. Therefore, by using transparent electrodes as the first electrode 112 and the second electrode 113 as in the optical element according to the second modification, the laser light is not blocked. Therefore, the optical element 100 includes the first electrode 112 and the second electrode 113 made of transparent electrodes, so that the light receiving element 120 can be formed on the surface emitting laser 130 without reducing the performance of the surface emitting laser 130. it can.

なお、第２の変形例にかかる光素子のその他の構成については、上述した光素子１００と同様であるので、説明を省略する。 In addition, since the other structure of the optical element concerning a 2nd modification is the same as that of the optical element 100 mentioned above, description is abbreviate | omitted.

以上、本発明の好適な実施の形態について述べたが、本発明はこれらに限定されず、各種の態様を取りうる。たとえば、上記実施の形態において、各半導体層におけるｐ型とｎ型とを入れ替えても本発明の趣旨を逸脱するものではない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments and can take various forms. For example, in the above embodiment, even if the p-type and n-type in each semiconductor layer are interchanged, it does not depart from the spirit of the present invention.

本実施の形態にかかる光素子を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる光素子の製造工程を模式的に示す図。The figure which shows typically the manufacturing process of the optical element concerning this Embodiment. 第１の変形例にかかる光素子を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the optical element concerning a 1st modification. 第１の変形例にかかる光素子を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the optical element concerning a 1st modification.

Explanation of symbols

１００光素子、１０１基板、１０２第１ミラー、１０３活性層、１０４半導体ミラー、１０５電流狭窄層、１０６第３電極、１０７第４電極、１０８誘電体ミラー、１１１光吸収層、１１２第１電極、１１３第２電極、１２０受光素子、１３０面発光レーザ 100 optical element, 101 substrate, 102 first mirror, 103 active layer, 104 semiconductor mirror, 105 current confinement layer, 106 third electrode, 107 fourth electrode, 108 dielectric mirror, 111 light absorption layer, 112 first electrode, 113 Second electrode, 120 light receiving element, 130 surface emitting laser

Claims

An optical element including a surface emitting laser and a light receiving element that detects a part of laser light emitted from the surface emitting laser,
The surface emitting laser is
A first mirror formed above the substrate;
An active layer formed above the first mirror;
A second mirror formed above the active layer,
The light receiving element is
A light absorption layer formed above the second mirror;
A first impurity-containing layer formed in the light absorption layer;
A second impurity-containing layer formed in the light absorption layer;
A first electrode formed above the first impurity-containing layer;
A second electrode formed above the second impurity-containing layer,
Each of the first electrode and the second electrode has a comb shape, and includes a main shaft portion extending in a first direction and a comb tooth portion extending in a second direction orthogonal to the first direction. And the comb teeth are provided so as to mesh with each other,
The distance between the comb teeth of the first electrode and the comb teeth of the second electrode, the distance between the main shaft of the first electrode and the comb teeth of the second electrode, the main shaft of the second electrode and the The distance between the first electrode and the comb teeth portion is
An optical element characterized by being larger than the width of the comb-tooth portion of the first electrode and the second electrode and the width of the main shaft portion of the first electrode and the second electrode.

In claim 1,
An optical element, wherein at least a part of the second mirror is a dielectric mirror made of a dielectric.

In claim 2,
The second mirror is
A semiconductor mirror made of a semiconductor formed above the active layer;
And a dielectric mirror formed above the semiconductor mirror.

In claim 2 or 3,
The dielectric mirror is composed of a silicon oxide layer and a silicon layer,
The light absorption layer is an optical element made of silicon.

In any of claims 1 to 4,
The area of the first electrode and the second electrode is smaller than the area where the first electrode and the second electrode are not formed, at least above the emission surface of the first electrode and the second electrode. , Optical element.